CN106643393A - 一种用于内螺纹检测的柱塞工装及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于内螺纹检测的环套工装及方法，所述柱塞工装为圆柱形，一侧部设有外螺纹，另一侧部设有定位销柱，该定位销柱与所述外螺纹同轴，该外螺纹为锥螺纹，螺纹牙型与被测内螺纹相配，所述外螺纹上开设有用以产生螺纹变形的径向变形槽和轴向变形槽；将外螺纹旋紧于被测内螺纹上并形成螺纹咬合段，轴向变形槽和径向变形槽使外螺纹与被测内螺纹互相挤压发生变形，对该外螺纹与被测内螺纹之间的间隙进行补偿并达到两者紧密的贴合状态，将被测内螺纹的形位特征拟合至定位销柱上，然后通过对该定位销柱的定位和检测实现对被测内螺纹的定位和检测。本发明具有结构简单、参数可调、使用便捷、拟合精度高、稳定可靠的优点，不仅用于内螺纹的检测，而且在零件加工过程中作为螺纹定位元件。

Description

一种用于内螺纹检测的柱塞工装及方法
技术领域
本发明涉及螺纹的检测装置及方法，特别涉及一种用于内螺纹检测的柱塞工装及方法，属于机械制造技术领域。
背景技术
在中高速柴油机的主要部件中，一些固定或连接螺孔具有较高的强度要求以及形位公差要求。该类螺孔零件出于其强度要求往往采用轧丝进行螺纹的加工，但是在轧丝过程中，实际轧出的螺纹的中心线的位置度会受到轧丝前定位等因素影响，可能因为操作不当而引起内螺纹中心线的位置度误差，因此对该类零件螺纹部分的形位公差的检验必不可少。
以往，内孔类零件的形位公差的检测方法有两种：夹持在机床上使用千分表测量，或者使用三坐标测量仪进行多次取点测量实现被测要素的拟合比较。但是上述两种方法应用在螺纹检测的情况下都存在一个共同问题，那就是由于螺纹表面结构相对复杂、尺寸过小，容易导致千分表指针或三坐标测量仪的探头无法与被测内螺纹的中径有效地接触，也就无法对螺纹的形位公差进行有效的直接拟合。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术对螺纹特征检测的困难，提供一种用于内螺纹检测的柱塞工装及方法，将柱塞工装与待检测的内螺纹拧合，使得柱塞工装上的特制螺纹能够等效于待测量内螺纹的形位尺寸特征，而特制螺纹与柱塞工装的定位销柱的形位误差极小，从而将对待测内螺纹的直接检测转换为对定位销柱的间接检测。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于内螺纹检测的柱塞工装，该柱塞工装为圆柱形，一侧部设有外螺纹，另一侧部设有定位销柱，该定位销柱与所述外螺纹同轴，该外螺纹为锥螺纹，螺纹牙型与被测内螺纹相配，所述外螺纹上开设有用以产生螺纹变形的径向变形槽和轴向变形槽；所述外螺纹与被测内螺纹旋紧并形成螺纹咬合段，该螺纹咬合段上的外螺纹与被测内螺纹互相挤压产生变形，以补偿两者连接之间的间隙，达到所述外螺纹与被测内螺纹紧密的贴合状态，从而将被测内螺纹的形位特征拟合至所述柱塞工装的定位销柱上，便于对所述被测内螺纹进行定位和检测。
作为进一步改进，所述的外螺纹的锥度为1:540～1:1080。
作为进一步改进，所述的螺纹咬合段的长度和所述外螺纹的锥度根据被测内螺纹的长度进行调整。
作为进一步改进，所述的轴向变形槽的宽度和深度以及所述径向变形槽的宽度和深度根据被测内螺纹的直径和所需所述螺纹咬合段的螺纹变形进行调整。
作为进一步改进，所述的外螺纹的齿高短于所述被测内螺纹的齿高。
作为进一步改进，所述的柱塞工装采用低碳钢制成，所述定位销柱处进行渗碳淬火。
作为进一步改进，所述的被测内螺纹的形位特征包括直线度和垂直度。
本发明的另一技术方案为：
一种采用上述柱塞工装实现的内螺纹检测方法，其特征在于，将所述柱塞工装的外螺纹旋紧于被测内螺纹上并形成螺纹咬合段，所述外螺纹与被测内螺纹互相挤压，该柱塞工装上的轴向变形槽和径向变形槽使所述螺纹咬合段发生螺纹变形，对该外螺纹与被测内螺纹之间的间隙进行补偿并达到两者紧密的贴合状态，将被测内螺纹的形位特征拟合至所述柱塞工装的定位销柱上，然后通过对该定位销柱的定位和检测实现对所述被测内螺纹的定位和检测。
与现有技术相比较，本发明利用特制的外螺纹的弹性变形填补与被测内螺纹拧合过程中存在的间隙，使得外螺纹在形位尺寸特征上能够等效于被测内螺纹，而柱塞工装上的定位销柱与外螺纹的同轴度及垂直度误差极小，这样就可以将对被测内螺纹特征形位公差的直接检测转换为对定位销柱的间接检测，从而完成对外螺纹的测量。本发明具有结构简单、参数可调、使用便捷、拟合精度高、稳定可靠的优点，定位精度可以保证在0.0075～0.012mm范围内，除了专门用于内螺纹的检测外，还可以在零件加工过程中作为定位元件起到螺纹定位的作用。
本发明实现了内螺纹在加工现场的快速测量，既极大的方便了实际生产，又有效的控制了产品的质量。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是图1的侧视图。
图3是图1的A部放大图。
图中，
1—外螺纹，2—定位销柱，3—轴向变形槽，4—径向变形槽，L—螺纹咬合段，a—轴向槽宽度，b—轴向槽深度，α—径向槽宽度，β—径向槽宽度。
具体实施方式
本发明所述的柱塞工装用于机加工零件内螺纹部位的检测及定位，通过其螺纹咬合段牙型的适当弹性变形，保证外螺纹与待检测内螺纹的有效贴合，将被测内螺纹的形位特征转移至定位销柱上，再通过千分表或者探头测量定位销柱的表面来间接拟合被检测内螺纹的形位误差。
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明，但不能以此限制本发明的保护范围。
实施例
请结合参阅图1、图2和图3，本发明所述的用于内螺纹检测的柱塞工装为为圆柱形，一侧部设有外螺纹1，另一侧部设有定位销柱2，该定位销柱2与所述外螺纹1的中心线同轴。所述柱塞工装整体采用低碳钢制成，所述定位销柱2处进行渗碳淬火处理，从而保证所述柱塞工装整体的硬度及刚性，以提高定位及检测精度；渗碳淬火的深度一般为2mm以上，具体根据被测内螺纹的不同尺寸和工装的刚性要求进行调整。所述外螺纹1部分保持原有材料性能。
所述外螺纹1为锥螺纹，其螺纹牙型与被测内螺纹相配，齿高短于该被测内螺纹的齿高；请参阅图3，所述外螺纹1的螺纹锥度1:c可以根据被测内螺纹的长度和精度来调整，一般取1:540～1:1080。
所述外螺纹1与被测内螺纹旋紧并形成螺纹咬合段L，该螺纹咬合段L上的外螺纹1与被测内螺纹互相挤压产生变形，以补偿两者连接之间的间隙，达到所述外螺纹1与被测内螺纹紧密的贴合状态。所述螺纹咬合段L的长度可以根据被测内螺纹的长度进行调整。
所述外螺纹1在轴向及径向上分别开设有轴向变形槽3和径向变形槽4，允许该外螺纹1的牙齿向这两个方向变形。所述轴向变形槽3如图3放大图所示，其允许所述外螺纹1牙型前后挤压，补偿被测内螺纹螺距上的间隙；所述径向变形槽4如图2侧视图所示，允许所述外螺纹1直径方向的挤压变形，以补偿被测内螺纹直径方向的间隙。可以根据实际需要调整开槽的大小来调整该外螺纹1变形程度的大小；所述轴向变形槽3的宽度a和深度b以及所述径向变形槽4的宽度α和深度β，可以根据被测内螺纹的直径和所述螺纹咬合段L所需的螺纹塑性变形能力进行调整。
为了增强所述外螺纹1与被测内螺纹的贴合度，还可以在所述定位销柱2上加工出便于工具拧紧的特征。
本发明所述的内螺纹检测方法采用所述柱塞工装实现，其包括：将待检测零件夹持于机床或者三坐标测量仪的台面上，将所述柱塞工装的外螺纹1旋紧于被测内螺纹上并形成螺纹咬合段，该柱塞工装上的轴向变形槽3和径向变形槽4使所述外螺纹1与被测内螺纹互相挤压发生变形，对该外螺纹1与被测内螺纹之间的间隙进行补偿并达到两者紧密的贴合状态，旋紧的柱塞工装与被测内螺纹将被测内螺纹的形位特征拟合至所述柱塞工装的定位销柱2上，然后通过千分表或者三坐标测量仪探头与该定位销柱2表面之间的接触，对该定位销柱2进行测量，从而实现对所述被测内螺纹的直线度和垂直度等形位特征的定位和检测。
以上仅为本发明的较佳实施例，但并非用来限定本发明的实施范围，凡依据本发明的精神和原则所做的等效替换、变化及修改，都应属于本发明的保护范围。
综上所述，本发明具有结构简单、使用便捷、精度可靠的优点，实现了在机床上直接检测内螺纹的形位公差的功能。本发明所述柱塞工装可以作为夹具中对内螺纹进行定位的元件，也可以作为检测内螺纹形位公差的辅助工装。

Claims (8)

1.一种用于内螺纹检测的柱塞工装，其特征在于，所述柱塞工装为圆柱形，一侧部设有外螺纹，另一侧部设有定位销柱，该定位销柱与所述外螺纹同轴，该外螺纹为锥螺纹，螺纹牙型与被测内螺纹相配，所述外螺纹上开设有用以产生螺纹变形的径向变形槽和轴向变形槽；所述外螺纹与被测内螺纹旋紧并形成螺纹咬合段，该螺纹咬合段上的外螺纹与被测内螺纹互相挤压产生变形，以补偿两者连接之间的间隙，达到所述外螺纹与被测内螺纹紧密的贴合状态，从而将被测内螺纹的形位特征拟合至所述柱塞工装的定位销柱上，便于对所述被测内螺纹进行定位和检测。
2.根据权利要求1所述的用于内螺纹检测的柱塞工装，其特征在于，所述的外螺纹的锥度为1:540～1:1080。
3.根据权利要求1所述的用于内螺纹检测的柱塞工装，其特征在于，所述的螺纹咬合段的长度和所述外螺纹的锥度根据被测内螺纹的长度进行调整。
4.根据权利要求1所述的用于内螺纹检测的柱塞工装，其特征在于，所述的轴向变形槽的宽度和深度以及所述径向变形槽的宽度和深度根据被测内螺纹的直径和所需所述螺纹咬合段的螺纹变形进行调整。
5.根据权利要求1所述的用于内螺纹检测的柱塞工装，其特征在于，所述的外螺纹的齿高短于所述被测内螺纹的齿高。
6.根据权利要求1所述的用于内螺纹检测的柱塞工装，其特征在于，所述的柱塞工装采用低碳钢制成，所述定位销柱处进行渗碳淬火。
7.根据权利要求1所述的用于内螺纹检测的柱塞工装，其特征在于，所述的被测内螺纹的形位特征包括直线度和垂直度。
8.一种采用权利要求1所述的柱塞工装实现的内螺纹检测方法，其特征在于，将所述柱塞工装的外螺纹旋紧于被测内螺纹上并形成螺纹咬合段，所述外螺纹与被测内螺纹互相挤压，该柱塞工装上的轴向变形槽和径向变形槽使所述螺纹咬合段发生螺纹变形，对该外螺纹与被测内螺纹之间的间隙进行补偿并达到两者紧密的贴合状态，将被测内螺纹的形位特征拟合至所述柱塞工装的定位销柱上，然后通过对该定位销柱的定位和检测实现对所述被测内螺纹的定位和检测。
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